基于ZigBee无线传感器网络的隧道结构健康监测系统设计
本文关键词：基于ZigBee无线传感器网络的隧道结构健康监测系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：近年来,随着经济社会的高速发展,我国城市轨道交通也迈入了快速发展阶段。地铁凭借其高效,节能,稳定的优势,已逐渐成为大中城市的主要交通工具。全国中等城市陆续进行的地铁隧道建设,总里程已达几千公里。隧道建成以后由于地质的不均匀沉降以及上方建筑物的影响而导致隧道的变形对隧道的安全性和列车运行稳定性产生严重的影响。因此对隧道结构变形和隧道内环境的实时监测就变得尤为重要。传统的监测方法是通过利用水准仪或全站仪在隧道横断面上设置一定的监测点监测隧道的变形。需要耗费大量的人力物力,并且会与列车运行冲突,不能实时反应隧道的变形情况。 本文研究开发一种集隧道变形监测和隧道内环境监测为一体的无线传感装置。通过监测隧道内砌衬的应力变化实时反映隧道变形程度,同时对隧道内温度和湿度进行检测。采用ZigBee树状网(Tree)的拓扑结构,构建隧道内无线传感网络,将各传感器所测得的数据传至上位机处理、显示、报警。
【关键词】：ZigBee 无线传感器网络 隧道变形监测 CC2530
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U456.3;TN92;TP212.9
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-9
- 第1章 绪论9-14
- 1.1 课题背景9-10
- 1.2 文献综述10-14
- 1.2.1 无线传感器网络及其发展研究现状10-11
- 1.2.2 ZigBee无线传感器网络技术研究现状11-12
- 1.2.3 地铁隧道变形监测现状及发展趋势12-14
- 第2章 ZigBee技术介绍14-29
- 2.1 引言14
- 2.2 ZigBee技术概述14-16
- 2.2.1 ZigBee技术特点14-15
- 2.2.2 ZigBee技术与其他无线通信技术的比较15-16
- 2.3 ZigBee协议栈结构16-28
- 2.3.1 物理层16-18
- 2.3.2 MAC层18-20
- 2.3.3 网络层20-27
- 2.3.4 应用层(APL层)27-28
- 2.4 本章小结28-29
- 第3章 系统总体方案设计29-42
- 3.1 课题总体设计方案29-30
- 3.2 各部分功能设计30-31
- 3.2.1 终端设备节点功能设计30
- 3.2.2 协调器功能设计30
- 3.2.3 上位机监测软件功能设计30-31
- 3.3 CC2530芯片介绍31-33
- 3.4 系统硬件电路设计33-41
- 3.4.1 电源模块设计33-34
- 3.4.2 CC2530外围电路设计34-35
- 3.4.3 应力监测模块设计35-37
- 3.4.4 温湿度测量模块设计37-39
- 3.4.5 声光报警模块设计39
- 3.4.6 串口通信模块设计39-40
- 3.4.7 PCB设计40-41
- 3.5 本章小结41-42
- 第4章 隧道结构健康监测系统软件部分设计42-56
- 4.1 开发环境介绍42
- 4.2 ZigBee 2007协议栈及操作系统42-45
- 4.2.1 ZigBee 2007协议栈42-44
- 4.2.2 操作系统44-45
- 4.3 协调器节点软件设计45-48
- 4.3.1 组建网络45-46
- 4.3.2 添加任务46
- 4.3.3 编写任务事件处理函数46-48
- 4.4 路由器节点和终端设备节点软件设计48-54
- 4.4.1 路由器节点软件设计48
- 4.4.2 终端设备节点软件设计48-54
- 4.6 上位机监控软件设计54-55
- 4.7 本章小结55-56
- 第5章 隧道结构健康监测系统测试56-61
- 5.1 引言56
- 5.2 组网能力和通信距离测试56-59
- 5.3 丢包率测试59
- 5.4 上位机软件测试59-60
- 5.5 本章小结60-61
- 第6章 本文工作总结及展望61-63
- 6.1 本文完成的主要工作61
- 6.2 今后工作的展望61-63
- 参考文献63-67
- 致谢67
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本文编号：333476
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